本申請要求2023年8月10日提交的韓國專利申請10-2023-0104686和2024年8月7日提交的韓國專利申請10-2024-0105049的優先權權益,其公開內容通過引用整體并入本文。本發明涉及一種用于接合到電極極耳的引線接片和一種包括接合到電極極耳的引線接片的全固態電池。更具體地,本發明涉及用于接合到電極極耳的引線接片和包括接合到電極極耳的引線接片的全固態電池,其中通過用低焊接能量將由特定材料制成的引線接片接合到電極極耳上,能夠解決負極保護層的脫離問題,并且其中電解質不與引線接片接觸,從而不會引起鋰化反應。
背景技術:
1、隨著應用范圍從手機、平板電腦、筆記本電腦和攝像機擴展到電動車輛(ev)和混合動力電動車輛(hev)的能源,儲能技術越來越受到關注,這導致了對電化學裝置的研究和開發越來越多。在這方面,電化學裝置最受關注,可充放電的二次電池的開發成為關注的焦點。近年來,這種電池的發展導致了新電極和電池設計的研究和開發,以便提高容量密度和比能量。
2、當制造這種二次電池時,執行焊接操作以將單元電極之間的極耳結合起來以獲得適合于預期用途的輸出,并且在該過程中,電極極耳和引線接片被接合。圖1是示出在常規的二次電池中接合的電極極耳和引線接片的立體圖,圖2是在常規的二次電池中接合到電極極耳的引線接片的平面圖。如圖1所示,常規的二次電池需要電極極耳2(正極極耳或負極極耳)來將構成電極組件1的正極板和負極板電連接到外部裝置,如圖2所示,這些電極極耳通過焊接而接合于引線接片3(正極引線接片或負極引線接片)。如圖2所示,引線接片3包括金屬引線3a和局部設置在其一面或兩面上的引線膜3b,其中一面上的金屬引線3a與電極極耳重疊地接合。
3、更具體地,大多數二次電池采用超聲波焊接、激光焊接或電阻焊接,在延伸到電極組件的電極外的負極極耳(銅)或正極極耳(鋁)與作為單獨構件的引線接片(銅、鎳)之間進行接合。例如,鋰離子電池使用銅(cu)作為負極極耳,并將這些極耳焊接到引線接片(ni)上,以使電極極耳和引線接片接合。
4、同時,從安全性的角度來看,與鋰二次電池相比沒有爆炸風險的全固態電池是指將液體電解質替換為固體電解質的電池,因此,由于其不使用易燃溶劑,因此不會由于常規電解質的分解反應而發生起火或爆炸,因此可以顯著提高安全性。由于這種全固態電池可以使用鋰金屬或鋰合金作為負極材料,因此它們具有顯著提高電池的單位質量和單位體積的能量密度的優點。此外,在這樣的鋰金屬負極的表面配置有保護層(具體而言,位于負極活性材料與固體電解質之間以防止它們之間的接觸的層),但在通過焊接將負極極耳與引線接片(銅、鎳)接合時,會產生負極保護層脫落的問題。這是因為,在負極與負極保護層之間的粘合性不可避免地較低的環境下施加了高焊接能量。因此,需要一種通過焊接將電極極耳和引線接片接合、但防止負極保護層脫落的方法。
技術實現思路
1、[技術問題]
2、因此,本發明的目的在于提供一種用于接合至電極極耳的引線接片和具有接合至電極極耳的引線接片的全固態電池,其能夠通過使用低焊接能量將由特定材料制成的引線接片接合至電極極耳來解決負極保護層脫落的問題,并且,在接合了引線接片和電極極耳的全固態電池中,由于電解質不與引線接片接觸,因此不會引起鋰化反應。
3、[技術方案]
4、為了實現上述目的,本發明提供一種用于與全固態電池的電極組件的電極極耳接合以形成接合部的引線接片,其中,包括在所述接合部中的引線包含鋁。
5、本發明還提供一種全固態電池,其包含正極、負極以及設置在正極與負極之間的固體電解質,其中所述引線接片接合至電極極耳。
6、[發明效果]
7、根據本發明的用于接合至電極極耳的引線接片和包括接合至電極極耳的引線接片的全固態電池,能夠使用低焊接能量將由特定材料制成的引線接片接合至電極極耳,由此能夠解決負極保護層脫落的問題,從而具有提高電池的組裝穩定性的優點。
8、此外,根據本發明的用于接合到電極極耳的引線接片和包括接合到電極極耳的引線接片的全固態電池,在接合了引線接片和電極極耳的全固態電池中,具有由于電解質不與引線接片接觸而不會引起鋰化反應的優點。
1.一種電極極耳接合用引線接片,所述引線接片用于接合至全固態電池的電極組件的電極極耳以形成接合部,其中,所述接合部中包含的引線包含鋁。
2.如權利要求1所述的電極極耳接合用引線接片,其中,相對于所述引線的總重量,所述引線包含含量為50重量%至100重量%的鋁。
3.如權利要求2所述的電極極耳接合用引線接片,其中,在所述引線包含基于所述引線的總重量小于100重量%的鋁的情況下,所述引線還包含選自由銅、錳、硅、鎂、鋅和鎳組成的組的一種。
4.如權利要求1所述的電極極耳接合用引線接片,其中,所述引線為在選自由銅、錳、硅、鎂、鋅和鎳組成的組的金屬的表面上鍍覆有鋁的形式。
5.如權利要求1所述的電極極耳接合用引線接片,其中,所述引線接片用于接合正極極耳和接合負極極耳中的至少一種。
6.如權利要求5所述的電極極耳接合用引線接片,其中,所述引線接片用于接合正極極耳和用于接合負極極耳。
7.如權利要求1所述的電極極耳接合用引線接片,其中,所述全固態電池的電極組件的電極極耳是硫化物類全固態電池的電極組件的電極極耳。
8.一種全固態電池,其包括:正極、負極和設置在所述正極和所述負極之間的固體電解質,其中,權利要求1所述的引線接片接合到電極極耳。
9.如權利要求8所述的全固態電池,其中,所述全固態電池包括接合到正極極耳的正極引線接片和接合到負極極耳的負極引線接片,并且所述正極引線接片和負極引線接片中的一個或多個引線包含鋁并且接合到所述電極極耳。
10.如權利要求8所述的全固態電池,其中,所述電解質不與所述全固態電池中包含的所述引線接片接觸。
11.如權利要求8所述的全固態電池,其中,所述引線接片在與所述電極極耳接合的方向上的末端的位置與引出電極極耳的一側的電極組件邊緣的距離是電極末端與電解質末端之間的平均距離的1.1至5倍。
12.如權利要求8所述的全固態電池,其中,所述全固態電池是硫化物類全固態電池。